Министерство образования Российской Федерации
Санкт-Петербургский государственный университет низкотемпературных и пищевых технологий
|
|
Кафедра криогенной техники
КРИОВАКУУМНЫЕ СИСТЕМЫ
Методические указания и контрольная работа для студентов специальности 070200 специализации 070201 и факультета заочного обучения и экстерната
Санкт-Петербург 2001
УДК 621.528
Иванов В.И. Криовакуумные системы: Метод. указания и контроль-ная работа для студентов спец. 070200 спец. 070201 факультета заочного обучения и экстерната. – СПб .: СПбГУНиПТ, 2001. – 10 с.
Представлены краткие сведения о криогенных средствах создания вакуума, излагается методика изучения курса, даются подробные указания по выполнению контрольной работы.
Рецензент
Доктор техн. наук, проф. А.Я. Эглит
Одобрены к изданию методической комиссией факультета заочного обуче-ния и экстерната.
Ó Санкт-Петербургский государственный
университет низкотемпературных
и пищевых технологий, 2001
Развитие новых направлений науки и техники, например, космических технологий, газодинамики разреженного газа, технологий тонких пленок побудили к разработке криогенных средств создания вакуума.
Криогенный насос – единственный тип насоса, позволяющий получать очень высокий вакуум и обеспечивать сверхчистые вакуумные условия.
Криооткачка объединяет три родственных способа: криоадсорбцию, криоконденсацию и криозахват, сопутствующих друг другу. Общим для них является то, что откачка происходит в результате соударения молекул откачиваемого газа с криоповерхностью, при этом молекула передает поверхности свою кинетическую энергию и связывается ею одним из указанных способов: адсорбируется, конденсируется либо захватывается (замуровывается) под слоем конденсата.
Задачей курса системы» является изучение физических принципов, лежащих в основе работы криогенных вакуумных насосов различных типов, овладение методикой расчета и проектирования криовакуумных систем, изучение основных технологических схем, обеспечивающих функционирование криовакуумного оборудования.
При изучении отдельных разделов курса рекомендуется в соответствии с программой и методическими указаниями прочитать относящийся к данной теме материал по литературным источникам и кратко законспектировать основные положения данной темы.
По курсу «Криовакуумные системы» студент обязан выполнить контрольное задание и ряд лабораторных работ. Задание касается расчета криоконденсационного вакуумного насоса заливного типа.
Выполнение лабораторных работ и контрольного задания проводятся в сроки, установленные учебным планом. Обучение заканчивается сдачей зачета по курсу.
Ссылки в тексте настоящих методических указаний относятся к приведенным здесь литературным источникам.
Основная
1. Иванов В.И. Криовакуумные системы: Учеб. пособие. – СПб: СПбТИХПТ, 1992. – 48 с.
2. Вакуумная техника: Справ. / Под ред. Е.С. Фролова, В.Е. Минайчева. – М.: Машиностроение, 1992. – 480 с.
3. Справочник по физико-техническим основам криогеники./ Под ред. М.П. Малкова. 3-е изд. – М.: Энергоатомиздат, 1985. – 432 с.
Дополнительная
4. Хэфер Р. Криовакуумная техника: – М.: Энергоатомиздат, 1983. – 272 с.
5. Иванов В.И. Криооткачка в переходном и вязкостном режимах течения газов. / Вакуумная техника и технология № 1, 1991 г.
6. Розанов Л.Н. Вакуумная техника: Учеб. пособие . – М.: Высш. шк., 1990. – 320 с.
7. Иванов В.И. Безмасляные вакуумные насосы. – Л.: Машиностроение, 1980. –180 с.
Изучение курса необходимо начать с рассмотрения и уяснения роли, назначения и применения криогенных средств создания вакуума в различных областях науки и техники. Ознакомиться с принятой в настоящее время классификацией криовакуумных насосов, отметив области предпочтительного применения их основных типов в зависимости от требуемого вакуума.
Знакомиться с курсом следует по нижеприведенным темам.
Литература [2, пп. (13.1)]; [4, пп. (1.3), (1.4)]
При изучении данного раздела необходимо уяснить такие понятия как конденсация, адсорбция и хемосорбция, понять механизм этих процессов и необходимые условия для их протекания. Основываясь на полученной информации рассмотреть вопрос классификации криогенных вакуумных насосов.
Основное внимание необходимо обратить на тот факт, что три указанных процесса связывания свободных молекул газа чаще всего накладываются друг на друга и редко проявляются в чистом виде. Это порождает самые различные комбинации механизма откачки от чистой конденсации (десублимации) до механического захвата (замуровывания) молекул в слое конденсата.
Вопросы и задания для самоконтроля
1. В чем отличие механизмов конденсации, адсорбции и хемосорбции?
2. Какая температура криопанели необходима для откачки путем конденсации азота, паров воды, водорода, если требуется вакуум 10–2 Па?
3. Какие адсорбенты и геттеры используются в крионасосах?
4. В чем заключается физический смысл коэффициента прилипания?
Литература: [1, п. (1)]; [2, пп. (13.6)]; [4, (гл. 5)]; [7, (§ 11) ]; [6, (§ 5. 6) ].
В данном разделе требуется выяснить, какие адсорбенты используются в насосах и какие требования предъявляются к ним. Сравнить изотермы адсорбции ряда газов на наиболее применяемых адсорбентах. Изучить конструкции криоадсорбционных насосов. Отметить основные достоинства криоадсорбционных насосов и их недостатки.
Вопросы и задания для самоконтроля
1. Перечислить адсорбенты, наиболее часто используемые в криоадсорбционных насосах.
2. Какое влияние на адсорбцию газов оказывает присутствие водяного пара?
3. В чем отличие процесса регенерации угольного адсорбента от регенерации цеолитов?
4. В чем отличаются требования, предъявляемые к адсорбентам, предназначенным для создания вакуума и форвакуума?
5. Привести две-три принципиальные конструкции криоадсорбционных насосов.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
